Forskare har skapat ett enzym som kan öka plastens nedbrytningshastighet sex gånger. Ett enzym som finns i skräpbakterier som matar på plastflaskdieter har använts i kombination med PETase för att påskynda nedbrytningen av plast.
Tre gånger aktiviteten av superenzym
Teamet designade ett naturligt PETase-enzym i laboratoriet, vilket kan påskynda nedbrytningen av PET med cirka 20%. Nu har samma transatlantiska team kombinerat PETase och dess "partner" (det andra enzymet som heter MHETase) för att producera ännu större förbättringar: att helt enkelt blanda PETase med MHETase kan öka hastigheten för PET-sönderdelning Fördubbla det och utforma sambandet mellan de två enzymerna för att skapa ett "superenzym" som tredubblar denna aktivitet.
Teamet leds av forskaren som designade PETase, professor John McGeehan, chef för Center for Enzym Innovation (CEI) vid University of Portsmouth, och Dr. Gregg Beckham, seniorforskare vid National Renewable Energy Laboratory (NREL). I USA.
Professor McKeehan sa: Greg och jag pratar om hur PETase förstör plastytan och MHETase strimlar den ytterligare, så det är naturligt att se om vi kan använda dem tillsammans för att efterlikna vad som händer i naturen. "
Två enzymer arbetar tillsammans
Inledande experiment visade att dessa enzymer verkligen kan fungera bättre tillsammans, så forskarna bestämde sig för att försöka ansluta dem fysiskt, precis som att ansluta två Pac-Man med ett rep.
"Mycket arbete har gjorts på båda sidor av Atlanten, men det är värt ansträngningen - vi är glada att se att vårt nya chimära enzym är tre gånger snabbare än det naturligt utvecklade oberoende enzymet, vilket öppnar nya vägar för vidare utveckling och förbättring. " McGeehan fortsatte.
Både PETase och det nyligen kombinerade MHETase-PETase kan fungera genom att smälta PET-plast och återställa den till sin ursprungliga struktur. På detta sätt kan plast tillverkas och återanvändas oändligt, vilket minskar vårt beroende av fossila resurser som olja och naturgas.
Professor McKeehan använde en synkrotron i Oxfordshire, som använder röntgenstrålar, som är 10 miljarder gånger starkare än solen, som ett mikroskop, tillräckligt för att observera enskilda atomer. Detta gjorde det möjligt för forskargruppen att lösa 3D-strukturen för MHETase-enzymet och därigenom ge dem en molekylär ritning för att börja designa snabbare enzymsystem.
Denna nya forskning kombinerar strukturella, beräknings-, biokemiska och bioinformatiska metoder för att avslöja molekylär förståelse för dess struktur och funktion. Denna forskning är ett enormt teamarbete med forskare från alla karriärstadier.
